[实用新型]基于斯特林制冷机的冷镜式露点温度测量仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及气体分析的测量仪器技术领域，具体地，涉及一种基于斯特林制冷机的冷镜式露点温度测量仪。

背景技术

气体湿度是指气体中水蒸汽的含量。气体露点温度是气体常用的湿度表示方法之一，是指用等压冷却的方法使气体中的水蒸汽冷却至凝聚相出现，或通过控制冷镜面的温度，使气体中的水蒸汽与(凝聚相)镜面露层的平展表面呈热力学平衡状态，准确的测出此时的温度即为该气体的露点温度，测量气体露点温度的仪器称为露点仪。

现有冷镜式露点仪的工作原理是：当被测气体进入结露室，并以一定流速掠过镜面(镜面温度高于该气体的露点温度)，干燥的镜面将光源的入射光近乎于全反射。露点仪进行测量时，首先根据检测器检测到的信号控制制冷装置，使镜面温度下降，此过程中通过反馈信号的变化，判断是否结露。结露时记录下镜面温度，该温度就是待测气体的露点值。

目前大部分冷镜式露点仪的制冷系统都是采用液氮、半导体制冷、空气压缩机制冷等方法。液氮制冷时，制冷速率无法控制，而且液氮运输、保存、使用比较复杂。电热制冷，如半导体制冷的制冷范围有限，多级半导体制冷能下限通常在-60℃左右，因为此时制冷块自身发热较多，耗电量大，就算增加级数，也会因为散热问题导致冷端温度瓶颈。空气压缩机制冷体积庞大，使仪器失去便携性。实际仪器中，也会使用多种方法混合制冷，但类似的缺点也仍然存在。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种基于斯特林制冷机的冷镜式露点温度测量仪，使镜面的降温效率高，温度范围宽。

根据本实用新型的一个方面，提供一种基于斯特林制冷机的冷镜式露点温度测量仪，包括测量腔体、制冷机、镜面和测量附件，所述镜面设置在所述测量腔体内，其特征是，所述制冷机为斯特林制冷机，所述镜面设置在所述制冷机上，所述制冷机与所述测量腔体柔性密封连接，在所述镜面上设置温度传感器，所述制冷机对所述镜面降温，所述测量附件测量出所述镜面结露时的温度传感器温度。

优选地，在所述镜面下方还设有亚胺电热膜，所述亚胺电热膜对所述镜面加热。

优选地，所述制冷机与所述测量腔体之间通过弹性件密封连接。

优选地，其特征在于，所述制冷机的制冷温度范围为20度至零下120度。

优选地，其特征在于，测量的气体为氮气、氧气、氦气、氩气或六氟化硫。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

（1）斯特林制冷机结构紧凑，有效工作温度范围宽，可以达到20度至零下120℃；启动快，效率高，操作简单；

（2）仪器持续工作时间长，制冷机能长时间连续工作，而不用人工干预；

（3）结合亚胺膜加热片，可以有效的控制镜面温度，为测量精度提供了保障；

（4）加热或制冷功率可调，温度控制精确；

（5）制冷机结构紧凑，使得仪器具有很好的便携性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1为测量腔体，2为制冷机，3为镜面，4为测量附件，5为密封片，6为温度传感器，7为亚胺电热膜。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

参见图1，冷镜式露点温度测量仪用于测量的气体为氮气、氧气、氦气、氩气或六氟化硫的露点温度，其包括测量腔体1、制冷机2、镜面3和测量附件4，附件4包括进气口、出气口、光电发生器部分、光电采集部分、观察口等，这些部分紧固在测量腔体1上，图中把这些组件抽象到一起表示，并不表示实际操作过程中它们是如此排列的，其排列安装方式为本领域技术人员周知的方式。镜面3设置在测量腔体1内，制冷机2为斯特林制冷机，制冷机2的制冷温度范围为20度至零下120度。镜面3设置在制冷机2上，制冷机2与测量腔体1通过弹簧垫片或橡胶片等弹性元件进行柔性连接，同时通过密封片5密封连接，在镜面3上设置温度传感器6，在镜面3下方还设有亚胺电热膜7，制冷机2用于对镜面3降温，亚胺电热膜7用于对镜面3加热，通过制冷机2和亚胺加热膜7使镜面3达到气体的露点温度，测量附件4测量出镜面3结露时的温度传感器上的温度。